17 แร่หายาก ทำอะไรได้บ้าง? ส่วนประกอบสำคัญในเทคโนโลยีสมัยใหม่

แร่หายาก หรือแรร์เอิร์ธ (Rare Earth Elements : REE) ไม่ได้เป็นแค่หินหรือธาตุธรรมดา แต่เป็น "ขุมทรัพย์" ที่ขับเคลื่อนโลกแห่งเทคโนโลยีที่เราใช้อยู่ทุกวันนี้ ด้วยคุณสมบัติพิเศษที่ไม่เหมือนใคร ทำให้มันกลายเป็นหนึ่งในทรัพยากรที่ สำคัญที่สุดและเป็นที่ต้องการ ของหลายประเทศทั่วโลก

แร่หายากคือกลุ่มของ ธาตุโลหะ 17 ชนิด ที่มีความสำคัญอย่างยิ่งยวดต่อการผลิตอุปกรณ์และเทคโนโลยีขั้นสูง ตั้งแต่สมาร์ทโฟนที่เราใช้ ไปจนถึงยานอวกาศ ถูกแบ่งออกเป็น 2 กลุ่มหลัก

1. กลุ่มธาตุแลนทาไนด์ (Lanthanides) 15 ชนิด

1. แลนทานัม (La) เลนส์กล้องถ่ายรูป
2. ซีเรียม (Ce) เชื้อเพลิง
3. เพรซีโอดิเมียม (Pr) แว่นตานิรภัย
4. นีโอดิเมียม (Nd) มอเตอร์รถยนต์ไฟฟ้า
5. โพรมีเทียม (Pm) แบตเตอรี่นิวเคลียร์
6. ซาแมเรียม (Sm) เตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์
7. ยูโรเพียม (Eu) โทรทัศน์
8. แกโดลิเนียม (Gd) เครื่อง MRI SCAN
9. เทอร์เบียม (Tb) หลอดฟลูออเรสเซนต์
10. ดิสโพรเซียม (Dy) ฮาร์ดดิสก์
11. โฮลเมียม (Ho) เครื่องยิงแสงเลเซอร์
12. เออร์เบียม (Er) เส้นใยแก้วนำแสง
13. ทูเลียม (Tm) เครื่อง X-RAY
14. อิตเตอร์เบียม (Yb) เหล็กกล้าไร้สนิม
15. ลูทีเชียม (Lu) หลอด LED

2. ธาตุอื่นๆ  2 ชนิด

 16. สแกนเดียม (Sc) เครื่องบินรบ

  17. อิตเทรียม (Y) เตาไมโครเวฟ

17 แร่หายาก ใช้ทำอะไรได้บ้าง?

การแสดงผลหน้าจอ

REE โดยเฉพาะซีเรียมและยูโรเพียม มีบทบาทสำคัญในการผลิตหน้าจอและจอแสดงผลในสมาร์ตโฟน แล็ปท็อป และแท็บเล็ต ธาตุเหล่านี้ถูกผสมอยู่ในสารเรืองแสง ซึ่งเป็นสารประกอบที่เปล่งแสงสีเฉพาะเมื่อสัมผัสกับลำแสงอิเล็กตรอนหรือแหล่งพลังงานอื่นๆ

สารเรืองแสงถูกใช้ในหน้าจอหลายประเภท รวมถึงจอแสดงผลคริสตัลเหลว (LCD) และจอแสดงผลไดโอดเปล่งแสงอินทรีย์ (OLED) การควบคุมสีและความสว่างที่แม่นยำของสารเรืองแสงที่ใช้ REE ช่วยให้จอแสดงผลมีสีสันสดใสและมีความละเอียดสูง มอบประสบการณ์การรับชมที่เหนือกว่าสำหรับผู้ใช้

ลำโพง

ธาตุหายาก เช่น นีโอดิเมียมและเพรซีโอดิเมียม เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการผลิตลำโพงและระบบเสียงประสิทธิภาพสูงที่พบในสมาร์ตโฟน แล็ปท็อป และแท็บเล็ต ธาตุเหล่านี้ถูกนำมาใช้ในการสร้างแม่เหล็กนีโอดิเมียมอันทรงพลัง

แม่เหล็กนีโอดิเมียมขึ้นชื่อในด้านความแข็งแรงและความสามารถในการสร้างสนามแม่เหล็กแรงสูงในขนาดกะทัดรัด ในอุปกรณ์เสียง แม่เหล็กเหล่านี้ช่วยให้สามารถผลิตเสียงที่คมชัดและมีคุณภาพในลำโพงขนาดเล็กและเพรียวบาง ช่วยยกระดับประสบการณ์เสียงโดยรวมของผู้ใช้

วัสดุแบตเตอรี่

REE ซึ่งรวมถึงแลนทานัมและซีเรียม ถูกนำมาใช้ในเทคโนโลยีแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ เช่น แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ซึ่งนิยมใช้ในสมาร์ตโฟน แล็ปท็อป และแท็บเล็ต ธาตุเหล่านี้ถูกนำมาใช้เป็นสารเติมแต่งในวัสดุแคโทดของแบตเตอรี่เหล่านี้

สารเติมแต่งแลนทานัมและซีเรียมสามารถปรับปรุงเสถียรภาพและประสิทธิภาพการหมุนเวียนของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ทำให้มีความน่าเชื่อถือและใช้งานได้ยาวนานขึ้น ส่งผลให้แบตเตอรี่มีอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นและเพิ่มความจุในการกักเก็บพลังงานสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พกพา

เทคโนโลยีพลังงานสะอาด

REE มีบทบาทสำคัญในการพัฒนาเทคโนโลยีพลังงานสะอาด เอื้อต่อการเปลี่ยนผ่านโลกไปสู่แหล่งพลังงานที่ยั่งยืนมากขึ้น ความสำคัญนี้ยังครอบคลุมไปถึงหลายด้าน

เทคโนโลยีพลังงานหมุนเวียน

REE เป็นองค์ประกอบสำคัญในการผลิตเทคโนโลยีพลังงานหมุนเวียน เช่น กังหันลมและแผงโซลาร์เซลล์ REE มีส่วนช่วยในการผลิตและกักเก็บพลังงานสะอาดอย่างมีประสิทธิภาพ ส่งเสริมการเปลี่ยนผ่านจากเชื้อเพลิงฟอสซิล

ตัวอย่างเช่น กังหันลมใช้แม่เหล็ก REE ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ทำให้สามารถใช้ประโยชน์จากพลังงานลมได้อย่างมีประสิทธิภาพ เช่นเดียวกัน แผงโซลาร์เซลล์ก็ใช้ REE ในเซลล์แสงอาทิตย์เพื่อแปลงแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ

นอกจากนี้ ระบบไฟส่องสว่างประหยัดพลังงาน เช่น เทคโนโลยี LED (ไดโอดเปล่งแสง) ยังได้รับประโยชน์จากประสิทธิภาพและอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นของ REE โซลูชันไฟส่องสว่างเหล่านี้ช่วยลดการใช้พลังงานและการปล่อยก๊าซเรือนกระจก

ยานยนต์ไฟฟ้า (EV)

อุตสาหกรรมยานยนต์กำลังหันมาใช้ยานยนต์ไฟฟ้า (EV) มากขึ้นเรื่อยๆ เพื่อเป็นทางเลือกที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมแทนรถยนต์ที่ใช้น้ำมันเบนซินแบบดั้งเดิม REE ถือเป็นพื้นฐานสำคัญในการผลิตยานยนต์ไฟฟ้าเหล่านี้

ธาตุหายากเป็นองค์ประกอบสำคัญในการผลิตแบตเตอรี่ขั้นสูงที่ใช้ในยานยนต์ไฟฟ้า แบตเตอรี่เหล่านี้มีความหนาแน่นพลังงานสูงและประสิทธิภาพที่ยาวนาน ทำให้รถยนต์ไฟฟ้าใช้งานได้จริงและน่าสนใจสำหรับผู้บริโภค

ยิ่งไปกว่านั้น มอเตอร์ไฟฟ้าในรถยนต์ไฟฟ้ามักประกอบด้วยแม่เหล็กแบบ REE ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพมอเตอร์และกำลังขับ ระบบเบรกแบบ Regenerative ซึ่งกู้คืนและกักเก็บพลังงานในระหว่างการเบรกก็อาศัย REE เช่นกัน ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานของรถยนต์ไฟฟ้า

ความมั่นคงของชาติ

REE เป็นส่วนสำคัญในการพัฒนาและการทำงานของเทคโนโลยีการป้องกันขั้นสูงที่มีความสำคัญต่อความมั่นคงของประเทศ การใช้งานเหล่านี้ครอบคลุมหลากหลายด้าน เช่น ระบบขีปนาวุธ เทคโนโลยีเรดาร์ อุปกรณ์มองเห็นตอนกลางคืน และอื่นๆ

ในระบบขีปนาวุธ REE ถูกนำมาใช้ในระบบนำวิถีและระบบขับเคลื่อน ช่วยให้สามารถกำหนดเป้าหมายได้อย่างแม่นยำและมีความสามารถในการยิงระยะไกล การใช้แม่เหล็กและวัสดุแบบ REE ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของระบบเรดาร์ ซึ่งมีส่วนช่วยในระบบเตือนภัยล่วงหน้าและการสื่อสารทางทหาร

ที่มา : noahchemicals

ข่าวที่เกี่ยวข้อง

• แร่หายาก "แรแรร์เอิร์ธ" สำคัญอย่างไร ? ประเทศไทยมีอยู่เท่าไร
• ไทยมี แร่แรร์เอิร์ธ (แร่หายาก) สำรองเท่าใด และมีแร่อะไรบ้าง ?
• คาซัคสถานค้นพบแรร์เอิร์ธหรือแร่หายาก 1 ล้านตันใหญ่สุดในประเทศ